2024届四川省达州市高三上学期第一次诊断性考试理综生物试题(解析版)
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1.本试卷分为第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生用直径0.5mm黑色签字笔将自己的姓名、班级、准考证号涂写在答题卡上,检查条形码粘贴是否正确。
2.选择题使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目标号的位置上,如需改动,用橡皮擦擦干净后再选涂答案括号;非选择题用直径0.5mm黑色签字笔书写在答题卡的对应框内,超出答题区域书写的答案无效。在试题卷上答题无效。
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第I卷(选择题,共126分)
1. 下列关于人体内氨基酸的叙述,不正确的是( )
A. 所有的氨基酸都只含有C、H、O、N四种元素
B. 组成蛋白质的氨基酸至少含有2个氧原子
C. 有些氨基酸(如赖氨酸)是人体细胞不能合成的
D. 有的氨基酸可以在神经元之间传递化学信号
【答案】A
【解析】
【分析】1、构成蛋白质的基本单位是氨基酸,其结构通式是 ,即每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基,且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,这个碳原子还连接一个氢和一个R基,氨基酸的不同在于R基的不同。
2、氨基酸根据是否可以在体内合成,分为必需氨基酸与非必需氨基酸,能在体内合成的氨基酸是非必需氨基酸,不能在体内合成,必须从食物中获得的氨基酸为必需氨基酸。
【详解】A、每种氨基酸分子都主要含有C、H、O、N四种元素,有些蛋白质还含有S,A错误;
B、组成蛋白质的每个氨基酸至少有一个羧基,羧基中含有2个氧原子,B正确;
C、赖氨酸为人体的必需氨基酸,不能在人体内合成,故有些氨基酸是人体细胞不能合成的,C正确;
D、神经递质的种类很多,氨基酸、一氧化氮、乙酰胆碱等可以作为神经递质传递化学信号,D正确。
故选A。
2. 氧化型辅酶I(NAD+)不仅参与细胞呼吸,也作为底物通过DNA修复酶参与DNA修复。研究发现提高小鼠体内eNAMPT(合成NAD+关键酶)的含量可逆转小鼠身体机能的衰老。下列说法正确的是( )
A. 酶的合成均需要mRNA、tRNA和rRNA的参与
B. NAD+可参与有氧呼吸第一、二阶段的反应
C. eNAMPT能够为NAD+的合成提供所需活化能
D. 细胞内NAD+数量增加可加快小鼠的衰老
【答案】B
【解析】
【分析】有氧呼吸的全过程可以概括地分为三个阶段,每个阶段的化学反应都有相应的酶催化。第一个阶段:1 分子的葡萄糖分解成 2 分子的丙酮 酸,产生少量的 [H],并且释放出少量的能量,这一阶段是在细胞质基质中进行的;第二个阶段:丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和 [H],并释放出少量的能量,这一阶段不需要氧直接参与,是在线粒体基质中进行的。第三个阶段:上述两个阶段产生的 [H],经过一系列的化学反应,与氧结合形成水,同时释放出大量的能量,这一阶段需要氧的参与,是在线粒体内膜上进行的。产生[H] 的过程主要是指氧化型 辅 酶 I(NAD + ) 转化成还原型辅酶I(NADH)。
【详解】A、酶化学本质绝大多数是蛋白质,少数是RNA,蛋白质的合成过程中需要mRNA、tRNA和rRNA的参与,而RNA的合成不需要,A错误;
B、NAD+可参与有氧呼吸第一、二阶段的反应,生成NADH,B正确;
C、据题意可知eNAMPT是一种酶,酶的作用原理是降低化学反应所需要的活化能,不能提供活化能,C错误;
D、据题意可知,eNAMPT(合成NAD+的关键酶)的含量可逆转小鼠身体机能的衰老,而eNAMPT能够促进NAD+的合成,因此细胞内NAD+数量的增加可减缓小鼠的衰老,D错误。
故选B。
3. 质子泵是生物膜上特异性转运H+的蛋白质,下图表示两种常见的质子泵。下列分析不正确的是( )
A. 质子泵除转运H+外,还可能具有催化功能
B. 质子泵体现了生物膜还具有能量转化功能
C. 叶肉细胞中F型质子泵只分布在类囊体薄膜上
D. V型质子泵转运H+的跨膜运输方式为主动运输
【答案】C
【解析】
【分析】1、被动运输:物质以扩散的方式进出细胞,不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种物质跨膜运输方式称为被动运输,包括自由扩散和协助扩散。
2、主动运输:物质逆浓度梯度进行跨膜运输,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应释放的能量,这种方式叫做主动运输。
【详解】A、分析题图可知,V型质子泵能够转运H+,同时催化ATP水解,F型质子泵转运H+,同时催化ATP的合成,即两种质子泵既有运输功能又有催化功能,A正确;
B、质子泵是生物膜上特异性转运H+的蛋白质,且能催化ATP的水解或合成,质子泵体现了生物膜具有物质运输和能量转化功能,B正确;
C、叶肉细胞的类囊体膜和线粒体内膜上都有ATP生成,都可能存在图示F型质子泵,C错误;
D、分析题图可知,V型质子泵逆浓度梯度转运H+,且消耗ATP,故跨膜运输方式属于主动运输,D正确。
故选C。
4. 关于人类性染色体的起源,有假说认为“性染色体(③、④)是由常染色体(①、②)转化而来的”(如图)。若此假说成立,下列分析不正确的是( )
A. 常染色体转化为性染色体属于染色体结构变异
B. 性染色体③和④上也可能存在有等位基因
C. 减数分裂时,性染色体联会后形成四分体
D. 若③是X染色体,则红绿色盲基因位于I区段
【答案】D
【解析】
【分析】染色体结构变异:①缺失:染色体的某一片段缺失引起变异;②重复:染色体增加某一片段引起变异;③易位:染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起变异;④倒位:染色体上的某一片段位置颠倒引起的变异。
【详解】A、据图可知,常染色体转化为性染色体发生了结构变异,属于染色体结构变异,A正确;
B、性染色体③和④上有同源区段,也可能存在有等位基因,B正确;
C、减数分裂第一次分裂前期,同源染色体配对,联会形成四分体,C正确;
D、若③是X染色体,红绿色盲基因只存在X染色体上,则红绿色盲基因位于III区段,D错误。
故选D。
5. 抑制性tRNA能识别过早出现的终止密码子,并携带对应的氨基酸连接到正在合成的肽链中,进而合成完整的功能性蛋白。下列叙述正确的是( )
A. tRNA由DNA转录而来,局部含有A-T、G-C碱基对
B. 终止密码子的过早出现可能是基因突变产生的结果
C. 抑制性tRNA在基因转录过程中对基因表达进行修正
D. 翻译结束后,细胞内的RNA都立即失活并被酶分解
【答案】B
【解析】
【分析】转录是指以DNA的一条链为模板合成RNA的过程;翻译是指以mRNA为模板合成蛋白质的过程,翻译需要tRNA识别密码子并携带氨基酸,翻译的场所为核糖体。
【详解】A、tRNA由DNA转录而来,但RNA中不含T,tRNA局部含有A-U、G-C碱基对,A错误;
B、基因突变导致其碱基序列发生改变 ,以该基因为模板的mRNA上的碱基也随之发生改变,终止密码子位于mRNA上,因此基因突变可能会导致终止密码子的提前出现,B正确;
C、tRNA参与的过程是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,即翻译,故抑制性tRNA在基因翻译过程对基因表达进行修正,C错误;
D、翻译结束后,细胞内的mRNA可被酶分解失活,但rRNA和tRNA一般不会立即失活,tRNA搬运氨基酸也可用于合成其它蛋白质,D错误。
故选B。
6. 正常人的一条16号染色体含有两个α基因,如下图甲所示。若4个α基因均缺失,则患Barts病,若缺失3个α基因,则患HbH病,其余情况均正常。某家系α-地中海贫血症(Barts病和HbH病)的遗传情况如下图乙所示,若不发生其他变异,下列分析错误的是( )
A. Ⅱ-3缺失2个α基因的染色体来源于Ⅰ-2
B. Ⅰ-1和Ⅱ-5的两条16号染色体上的α基因组成不相同
C. Ⅱ-5和Ⅱ-6可能会生出患HbH病的孩子
D. Ⅲ-3和Ⅲ-4生出一个患病女孩的概率为1/12
【答案】ABC
【解析】
【分析】分析题干信息可知:正常人有四个α基因,可假设一条染色体上含2个α基因记做A+,含有一个α基因记做A-,不含α基因记做A0;则若4个α基因均缺失的基因型为A0 A0,患Barts病;缺失3个α基因的基因型为A-A0,患HbH病;其余情况均正常。
【详解】A、Ⅱ-3个体缺失3个α基因,患HbH病,其基因型为A-A0,I-2同患此病,基因型也为A-A0,I-1为正常个体(可能缺失两个α基因),基因型可能为A+ A0,故Ⅱ-3个体缺失2个α基因的染色体(A0)可能来源于Ⅰ-2,也可能来源Ⅰ-1,A错误;
B、Ⅰ-1和Ⅱ-5均为正常个体,可能同样为缺失一个α基因、两个α基因或者不缺失α基因,两条16号染色体上的α基因组可能相同,B错误;
C、Ⅲ-5患Barts病,基因型可表示为A0 A0,则Ⅱ-5和Ⅱ-6均含有一个A0基因,Ⅱ-5和Ⅱ-6均正常,故Ⅱ-5和Ⅱ-6的基因型只能为A+ A0,两者婚配不可能出现患HbH病的孩子(A-A0),C错误;
D、由以上分析可知,Ⅱ-5和Ⅱ-6的基因型均为为A+ A0,则Ⅲ-4基因型为1/3 A+A+、2/3 A+A0;Ⅲ-1患Barts病,基因型可表示为A0 A0,Ⅱ-3个体患HbH病,其基因型为A-A0,则Ⅱ-4基因型为A+A0(可能为一条染色体各缺失一个α基因,也可能一条染色体缺失两个α基因,另一条不缺失),故Ⅲ-3基因型为1/2 A+A+、1/2 A+A0(可能为一条染色体各缺失一个α基因,也可能一条染色体缺失两个α基因,另一条不缺失));则Ⅲ-3和Ⅲ-4生出一个患病女孩的概率为[(1/2×2/3×1/4)+(1/2×2/3×1/4)](两种情况)×1/2(性别)=1/12,D正确。
故选ABC。
【点睛】此题较难,解答此题需要根据条件重新假设基因(如解析提供的思路),也可画简图标注好基因与染色体的位置帮助理解推算;分析D选项时尤其要注意缺失2个α基因可能存在两种情况,不可疏漏。
7. 真核细胞的高尔基体由扁平膜囊和大小不等的囊泡组成,在细胞中具有多种重要功能。请回答下列问题:
(1)构成高尔基体膜的基本支架是___________,高尔基体膜与细胞中的其他膜一起,共同构成细胞的_____________。
(2)向豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸,最后在溶酶体中也检测到了放射性,进一步研究发现,溶酶体中水解酶的合成、加工及运输过程与分泌蛋白类似。由此可知,溶酶体中水解酶的合成、加工及运输过程为___________(用相关细胞器及箭头表示)。研究人员在研究豚鼠胰蛋白酶的合成、运输和分泌过程时,让高尔基体完全解体后,放射性物质只在细胞内转移,未出现在细胞外,这说明________。
(3)高等植物细胞有丝分裂末期,高尔基体释放的小泡在细胞中央堆集并融合,逐渐形成__________,最终发展成子细胞的细胞壁。
【答案】(1) ①. 磷脂双分子层 ②. 生物膜系统
(2) ①. 核糖体→内质网→高尔基体→溶酶体 ②. 高尔基体与分泌蛋白的分泌有关
(3)细胞板
【解析】
【分析】生物膜的基本支架都是磷脂双分子层,生物膜系统的组成包括细胞膜、细胞器膜和核膜,内质网膜可以通过囊泡转化为高尔基体膜。
【小问1详解】
构成高尔基体膜的基本支架是磷脂双分子层,高尔基体膜与细胞中的其他膜(如细胞膜,核膜,内质网、线粒体等其它细胞器膜)一起,共同构成细胞的生物膜系统。
【小问2详解】
分泌蛋白的合成、加工和运输过程是:最初在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链,肽链进入内质网进行加工,形成有一定空间结构的蛋白质由囊泡包裹着到达高尔基体,高尔基体对其进行进一步加工,然后形成囊泡经细胞膜分泌到细胞外。溶酶体中水解酶的合成、加工及运输过程与分泌蛋白类似,因此溶酶体中水解酶的合成、加工及运输过程为:核糖体→内质网→高尔基体→溶酶体;由题干信息可知,胰腺腺泡细胞的高尔基体全部解体后,放射性只在细胞内转移,未出现在细胞外,这说明高尔基体与分泌蛋白的分泌有关。
【小问3详解】
细胞壁的主要成分是纤维素,高尔基体与植物细胞壁的形成有关,高等植物细胞有丝分裂末期,高尔基体释放的小泡在细胞中央堆集并融合,逐渐形成细胞板,细胞板向四周扩展,最终发展成子细胞的细胞壁。
8. 玉米叶肉细胞中的CO2在PEP羧化酶的催化下生成苹果酸,在相邻的维管束鞘细胞中苹果酸释放CO2,大大提高了维管束鞘细胞中Rubisc酶(催化CO2固定的酶)附近的CO2浓度。请回答下列问题:
(1)在光合作用过程中,光反应能为暗反应提供的有机物有____________(至少答出2种)。Rubisc酶催化相应反应,生成的有机物是____________。
(2)大豆植株利用Rubisc酶直接固定从空气中所吸收的CO2。根据PEP羧化酶和Rubisc酶对CO2的亲和力不同,可推测____________(填“大豆”或“玉米”)在低浓度CO2的环境中光合速率更高,理由是___________。
(3)若要通过实验验证甘蔗也能进行图中所示的CO2转变过程及相应场所,可以使用____________技术。
【答案】8. ①. ATP、NADPH ②. C3
9. ①. 玉米 ②. PEP羧化酶与CO2的亲合力较高,可以将环境中低浓度的二氧化碳固定下来,集中到维管束鞘细胞 10. 同位素标记
【解析】
【分析】光合作用过程及场所:光反应发生在类囊体薄膜中,主要包括水的光解、NADPH和ATP的合成过程;暗反应发生在叶绿体基质中,主要包括CO2的固定、C3的还原和五碳糖的再生过程。
【小问1详解】
光反应的产物为O2、ATP、NADPH,可用于暗反应的有机物为ATP、NADPH;由题干信息可知,Rubisc酶是催化CO2固定的酶,即催化CO2与五碳糖生成C3。
【小问2详解】
由题干信息“玉米叶肉细胞中的CO2在PEP羧化酶的催化下生成苹果酸,在相邻的维管束鞘细胞中苹果酸释放CO2,大大提高了维管束鞘细胞中Rubisc酶附近的CO2浓度”可知,PEP羧化酶与CO2的亲合力远大于Rubisc酶,可以将环境中低浓度的CO2固定下来,集中到维管束鞘细胞,故玉米在低浓度CO2的环境中光合速率更高。
【小问3详解】
若要通过实验验证甘蔗也能进行图中所示的CO2转变过程及相应场所,可以使用同位素标记技术,根据同位素所在的物质及出现位置来判断。
9. 柳穿鱼植株A、B决定花形态结构的Lcyc基因的碱基序列完全相同,但在开花期植株A的Lcyc基因表达而表现出唇形花冠,植株B的Lcyc基因不表达而表现出辐射状花冠。植株B的Lcyc基因不表达的原因是它被高度甲基化(Lcyc基因有多个碱基连接了甲基基团)
将植株A、B杂交,F1的花均与植株A的相似,F1自交获得的F2,F2中大多数植株的花与A相似,少部分与植株B相似。
(1)植株B的Lcyc基因高度甲基化而不能与RNA聚合酶结合,由此推断植株B的基因不表达最可能是___________(填“转录”或“翻译”)过程受阻。
(2)根据植株A和B的杂交实验结果可知:与植株B的Lcyc基因相比,植株A的Lcyc基因相当于___________(填“显性”或“隐性”)基因。
(3)科学家把柳穿鱼花色遗传的这类遗传现象称作表观遗传。你认为表观遗传的特点有____________。
A. 基因碱基序列保持不变B. 基因表达发生改变
C. 表现型发生改变D. 基因表达和表现型的改变可遗传
(4)有人认为“基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异与表观遗传有关”。你是否赞成此观点?___________。
【答案】9 转录 10. 显性 11. ABCD 12. 赞成
【解析】
【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变,如DNA的甲基化,甲基化的Leyc基因不能与RNA聚合酶结合,故无法进行转录产生mRNA,也就无法进行翻译最终合成Leyc蛋白,从而抑制了基因的表达。
【小问1详解】
RNA聚合酶参与的是转录过程,而植株B的Lcyc基因高度甲基化而不能与RNA聚合酶结合,由此推断植株B的基因不表达最可能是转录过程受阻。
【小问2详解】
由题干信息可知,开花时,植株A的Lcyc基因表达,表现出唇形花冠,植株B的Lcyc基因由于被高度甲基化不表达,植株A、B杂交,F1的花均与植株A的相似,F1自交获得的F2,F2中大多数植株的花与A相似,说明植株A的Lcyc基因相当于显性基因。
【小问3详解】
A、表观遗传中,基因的碱基序列不变,A正确;
B、表观遗传中,基因的表达发生改变,B正确;
C、表观遗传中,表现型发生改变,C正确;
D、表观遗传中,基因表达和表现型的改变可遗传,D正确。
故选ABCD。
【小问4详解】
赞成此观点,同卵双胞胎之间的基因组成相同,因此他们之间的微小差异可能与表观遗传有关。
10. 豌豆A基因表达的酶1能催化白色前体物质转化为白色色素,B基因编码的酶2能催化白色色素转化为红色色素。现用基因型纯合的甲、乙两白花植株进行了以下实验:
实验一:将甲、乙植株花瓣细胞提取液混合,出现红色。
实验二:将甲植物花瓣提取液用适宜高温(只破坏酶,其他物质不受影响)处理,冷却后再与乙植株花瓣细胞提取液混合,出现红色。
实验三:将甲、乙植株杂交,获得F1,F1自交获得F2。
(1)由实验一可知,植物甲、乙的基因型___________(填“相同”或“不相同”),理由是____________。
(2)由实验二可知,植株甲的基因型为______________。
(3)若实验三的F2中,红花:白花=9:7,将F2自交,花色能稳定遗传的植株占F2的比例是_____________。若实验三的F2中,红花:白花=1:1,则F1植株控制花色的基因在染色体上的位置是_________________。
【答案】10. ①. 不相同 ②. 甲、乙都是纯合白花植株,而花瓣细胞提取液混合出现红色,说明甲乙两植株一个只含有酶1,一个只含有酶2,也就是一个含A基因无B基因,另一个无A基因含B基因
11. AAbb 12. ①. 1/2 ②. 两对基因位于一对同源染色体上,且A与b位于一条染色体上,a和B位于一条染色体上
【解析】
【分析】基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状,基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。据题可知,A基因表达的酶1能催化白色前体物质转化为白色素,而B基因编码的酶2能催化白色色素转化为红色色素,因此纯合白花植株的基因型有三种:aaBB、AAbb、aabb。由实验一可知,甲乙两植株的花瓣细胞提取液混合,出现红色,也就是甲和乙一个只含有酶1,一个只含有酶2,也就是一个基因型为AAbb,另一个的基因型为aaBB;由实验二可知,因将甲植物花瓣提取液用适宜高温(只破坏酶,其他物质不受影响)处理,冷却后再与乙植株花瓣细胞提取液混合,出现红色,由此可知甲的基因型为AAbb,高温虽然破坏了酶1的结构,但是其催化产生的白色色素仍在,因此在加入酶2后仍会出现红色,由此可知甲的基因型为AAbb,乙的基因型为aaBB。
【小问1详解】
据题可知甲乙都是基因型纯合的白花植株,由实验一可知,甲、乙植株花瓣细胞提取液混合,出现红色,说明甲和乙和基因型不同,理由是:甲、乙都是纯合白花植株,而花瓣细胞提取液混合出现红色,说明甲乙两植株一个只含有酶1,一个只含有酶2,也就是一个含A基因无B基因,另一个无A基因含B基因。
【小问2详解】
由于甲植物花瓣提取液用适宜高温(只破坏酶,其他物质不受影响)处理后,加入乙植株花瓣细胞提取液混合,出现红色,由此可知甲植株含有的是酶1,酶虽然被破坏,但是催化形成的白色色素仍在,因此加入乙植株花瓣细胞提取液即含有酶2后会出现红色,由此可知,甲的基因型为AAbb,乙的基因型为aaBb。
【小问3详解】
已知甲的基因型为AAbb,乙的基因型为aaBB,则F1植株的基因型为AaBb。若实验三的F2中,红花:白花=9:7,说明控制该性状的两对基因分别位于两对同源染色体上,遵循孟德尔基因自由组合定律,而花色能稳定遗传的植株的基因及其比例为:AABB:1/16、AAbb:1/16、aaBB:1/16、aabb:1/16、Aabb:2/16,aaBb:2/16,因此将F2自交,花色能稳定遗传的植株占F2的比例是8/16=1/2。甲的基因型为AAbb,乙的基因型为aaBB,F1植株的基因型为AaBb,若实验三的F2中,红花:白花=1:1,说明控制该性状的两对基因位于一对同源染色体上,且A与b位于一条染色体上,而a和B位于另一条染色体上。
[选修1—生物技术实践](15分)
11. 脆皮李果粉多、果肉肥厚,甘甜可口且营养丰富,可加工成多种饮品。
(1)将脆皮李加工成果汁过程中,为提高果汁的出汁率和澄清度,需要加入适量果胶酶,原因是果胶酶能够____________。工业化生产中,为提高果胶酶的利用率,常采用固定化酶反应柱技术,反应柱内固定果胶酶不适合采用___________法固定,理由是___________。
(2)脆皮李富含花青素使果汁呈紫色,将初步获得的果汁加入“吸附树脂反应柱”中,以一定流速通过树脂柱后,果汁紫色变浅甚至消失。据此推测,树脂的作用是___________。获得的果汁一般采用高温瞬时灭菌法(90℃~95℃、15s)灭菌。与高压蒸汽灭菌法相比,这种灭菌方法在条件控制方面的区别是___________(答出两点)。
(3)在用脆皮李制作果酒时早期需要通入适量氧气,后期要将发酵装置密闭,后期密闭的目的是___________。在变酸的果酒的表面会观察到的菌膜是___________菌在液面大量繁殖而形成的。
(4)脆皮李富含维生素E,可减缓人体衰老和增强机体免疫力。维生素E不溶于水、易溶于脂肪和乙醇等有机溶剂、耐高温。可采用___________法提取脆皮李中的维生素E。
【答案】11. ①. 分解果胶,瓦解植物的细胞壁及胞间层 ②. 包埋法 ③. 酶分子较小,容易从包埋材料中漏出
12. ①. 吸附有色物质 ②. 温度较低、时间较短、压强较低
13. ①. 使酵母菌无氧呼吸产生酒精 ②. 醋酸菌 14. 有机溶剂萃取法
【解析】
【分析】1、果胶酶:(1)包括半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等;(2)在果汁生产中的作用的作用:①分解果胶,瓦解植物的细胞壁及胞间层是使榨汁容易。②使果胶水解为半乳糖醛酸,果汁澄清,提高质量和稳定性。
2、固定化酶和细胞技术:固定化酶和固定化细胞技术时利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术,包括包埋法、化学结合法和物理吸附法。一般来说,酶更适合采用化学结合和物理吸附法固定化,而细胞多采用包埋法固定化。这是因为细胞体积大,而酶分子很小;体积大的细胞难以被吸附或结合,而体积小的酶容易从包埋材料中漏出。
【小问1详解】
果胶酶能够分解果胶,瓦解植物的细胞壁及胞间层,果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸,因此其能够提高果汁的出汁率和澄清度;果胶酶是分解果胶的一类酶的总称,包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等,酶分子较小,容易从包埋材料中漏出,因此酶固定化不适合用包埋法,比较适合采用的方法是化学结合法和物理吸附法。
【小问2详解】
将完成脱胶、过滤后得到的果汁,输入“吸附树脂柱”中,以一定流速通过树脂柱后,果汁颜色变浅甚至消失,据此推测,树脂的作用是吸附有色物质;与高压蒸汽灭菌法相比,高温瞬时灭菌法温度更低,时间更短,压强更低。
【小问3详解】
制作果酒时早期需要通入适量氧气,使酵母菌大量繁殖;后期要将发酵装置密闭,使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精;在变酸的果酒的表面会观察到的菌膜是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。
【小问4详解】
维生素E具有不溶于水、易溶于脂肪和乙醇等有机溶剂、耐高温的特点,因此可采用有机溶剂萃取法进行提取。
[选修3—现代生物技术专题](15分)
12. 干扰素是动物体内合成的一种糖蛋白,可用于治疗病毒感染和癌症。请回答问题:
(1)若想建立乳腺生物反应器大量生产干扰素,需借助基因工程的方法,常以哺乳动物的____________为受体细胞。为了保证干扰素基因只在乳腺细胞内表达,构建表达载体时必须在目的基因的前端加上____________。基因工程不以原核细胞为受体细胞的原因是有活性的干扰素需要____________(填细胞器)的加工。
(2)干扰素体外保存相当困难,若将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸,就可在-70℃条件下保存半年。对蛋白质进行改造,一般通过对基因的操作来实现,原因是___________。
(3)科学家正试图利用基因工程对猪的器官进行改造以便获得对人无免疫排斥的可供移植的器官,所使用的方法是____________。
(4)试管婴儿技术与母亲正常怀孕生育过程的相同之处是都是以___________为发育起点,不同之处在于试管婴儿是在体外进行受精后,在试管中进行胚胎培养。如果需要设计试管婴儿,还可以对胚胎进行________,最后选取健康的胚胎进行___________保证生出健康的孩子。
【答案】12. ①. 受精卵 ②. 乳腺蛋白基因的启动子 ③. 内质网和高尔基体
13. ①蛋白质的结构由基因编码,蛋白质不能复制,基因可以遗传;②对基因的改造比对蛋白质的改造要容易操作。
14. 在器官供体的基因组中导入某种调节因子,以抑制抗原决定基因的表达,或设法除去抗原决定基因,再结合克隆技术,培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。
15. ①. 受精卵 ②. 基因检测 ③. 胚胎移植
【解析】
【分析】①科学家将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起,通过显微注射的方法导入哺乳动物的受精卵中,由这个受精卵发育成的转基因动物在进入泌乳期后,可以通过分泌乳汁来生产所需要的药物,这称为乳腺生物反应器。②设计试管婴儿技术是通过体外受精获得许多胚胎,在植入前对胚胎进行遗传学诊断,然后从中选择符合要求的胚胎,再经移植产生后代的技术。
【小问1详解】
若想建立乳腺生物反应器,可以借助基因工程,用显微注射的方法将目的基因(干扰素基因)导入到受精卵中。启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点,用于驱动基因的转录,为保证干扰素基因只在乳腺细胞内表达,在构建表达载体时,需在干扰素基因前端加上在乳腺中特异性表达的乳腺蛋白基因的启动子。干扰素需要依次在内质网和高尔基体中进行加工后才具有生物活性,原核细胞中没有内质网和高尔基体,所以一般不选择原核细胞作为受体细胞来生产干扰素。
【小问2详解】
对干扰素进行改造,应该通过对干扰素基因的操作来实现,原因是:①蛋白质的结构都是由基因编码的,改造了基因也就是对蛋白质进行了改造,蛋白质不能复制,基因可以遗传。②对基因进行改造比对蛋白质直接进行改造要容易操作,难度小。
【小问3详解】
为了获得对人无免疫排斥的可供移植的器官,科学家利用基因工程方法对猪的器官进行改造,常用的方法有两种:一是在器官供体的基因组中导入某种调节因子,以抑制抗原决定基因的表达;二是设法除去抗原决定基因,再结合克隆技术,培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。
【小问4详解】
试管动物是通过人工操作使卵子在体外受精,经培养发育为早期胚胎后,再进行移植产生的个体,试管婴儿的培育与试管动物类似。可见,试管婴儿技术和母亲正常怀孕生育过程的相同之处是都是以受精卵为发育起点,不同之处在于试管婴儿是在体外进行受精后,在试管中进行胚胎培养。如果设计试管婴儿,还可以对胚胎进行基因检测,最后选取健康的胚胎进行胚胎移植,保证生出健康的孩子。
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